本發(fā)明涉及焊接材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種用于鈉冷快中子增殖堆焊接的不銹鋼焊條。
背景技術(shù)：
：目前全世界有400多座核電站，絕大多數(shù)為熱堆，而目前熱堆每年消耗鈾約8外噸，按現(xiàn)在的發(fā)展速度，已探明的鈾儲量還能使用50年左右，及時考慮到所謂補(bǔ)充儲量，最多可使用200年。而鈉冷快中子增殖堆可充分利用核燃料，比目前的熱堆對核燃料的利用率提高80倍，可實(shí)現(xiàn)核燃料的增殖拜托即將面臨的鈾資源日益枯竭的困境，可使鈾資源的可持續(xù)利用達(dá)3000年以上，同時大大縮短核廢料的無害化周期，而且可以大大提高核反應(yīng)堆的安全性。因此，快堆在我國核能利用的戰(zhàn)略布局中占有十分重要的地位，國家正在穩(wěn)步推進(jìn)快堆工程。目前國內(nèi)很少有廠家能生產(chǎn)可用于鈉冷快中子增殖堆焊接的不銹鋼焊條。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對新型核反應(yīng)堆不銹鋼焊接材料需求，提供一種用于鈉冷快中子增殖堆焊接的不銹鋼焊條，既滿足gb/t13814和awsa5.11/5.11m標(biāo)準(zhǔn)所要求的熔敷金屬成分及熔敷金屬力學(xué)性能，也滿足鈉冷快中子增殖堆不銹鋼焊接材料的使用要求，同時實(shí)現(xiàn)焊接時熔渣流動性好、電弧穩(wěn)定、熔渣覆蓋均勻、飛濺小、脫渣性優(yōu)良，焊縫光亮、成型美觀，焊道高度和焊縫浸潤角適中，焊條抗發(fā)紅能力強(qiáng)以及全方位操作性能好等目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于鈉冷快中子增殖堆焊接的不銹鋼焊條，由藥皮與焊芯組成；所述藥皮由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：金紅石粉2～8％、螢石粉20～40％、長石1.5～4.5％、云母0～3％、鈦白粉1～2.5％、氟鋁酸鹽1.0～3.0％、電解錳0.5～3％、鈦酸鉀2～5％、海藻酸鹽1～3％、純堿0.3％～1.0％、金屬鉻2％～5％、鈮鐵2％～5％、鎳粉0％～1％、鈦鐵3％～8％、鐵粉5～10％、硅鐵2～5％，余量為大理石粉。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述焊芯由以下按照質(zhì)量百分比的成分組成：c≤0.08％、mn≤2.0％、si≤0.15％、ni9.0％～11.0％、s≤0.005％、p≤0.005％、cr18.0％～21.0％、mo≤0.5％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：金紅石粉中tio2≥91％；大理石粉中caco3含量≥96％；螢石粉中caf2≥95％；長石中sio250～65％、al2o315％～25％、k2o≥12％；鈦白粉中tio2≥99％；云母中sio250～65％、al2o320％～35％、k2o≥7％；電解錳中mn≥99.5％；鐵粉中fe≥99.0％；硅鐵中si：40～50％；鈦鐵中ti≥70％；鈦酸鉀中tio2≥65％；氟鋁酸鹽為化學(xué)純；海藻酸鹽中k2o≥10％。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：將藥皮中各原料的粉料按質(zhì)量百分比混合均勻后，加入所有原料總質(zhì)量20～30％的鈉水玻璃或鉀水玻璃或鉀鈉水玻璃作粘結(jié)劑，攪拌混合均勻；然后送入壓條機(jī)內(nèi)將其裹覆于焊芯上，再經(jīng)低溫和高溫烘焙即成。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：焊條中藥皮的重量為焊條總重量的30～45％。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：粘結(jié)劑波美濃度為41.5°～42.5°。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述低溫烘焙的溫度為80～120℃，高溫烘焙的溫度為300～350℃。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述不銹鋼焊條焊接后熔敷金屬化學(xué)成分的重量百分比含量分別為：c≤0.08％、mn0.5～2.5％、si≤0.90％、s≤0.010％、p≤0.010％、nb：c％×8～1.0％、cr：18.0～21.0％、ni：9.0～11.0％、cu≤0.2％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明藥皮原料中各成分的主要作用如下：金紅石：金紅石的主要作用是穩(wěn)定電弧、造渣，調(diào)整熔渣的表面張力、粘度、流動性等物理性能，改善提高脫渣性能，改善焊縫成型，減少飛濺等作用；但是太多的金紅石易惡化熔敷金屬機(jī)械性能及抗裂性，因此金紅石在藥皮中的含量為2～8％。大理石：主要作用是造渣、造氣，穩(wěn)定電弧，提高熔渣堿度，改善脫渣性能，并有較好的脫硫能力和間接脫磷效果，分解co2保護(hù)焊縫不被氧、氮化，減少焊縫金屬中的氫含量；大理石在藥皮中的含量為25～45％。鈮鐵：鈮在焊縫中可有效提高耐腐蝕性能，主要是作為合金劑加入，保證焊縫耐腐蝕性能。一般為2～5％。鈦白粉：主要作用是增塑劑，改善焊條的涂壓性，保證焊條的外觀質(zhì)量，因涂壓需要和成本較高，不宜太多，用量在1～2.5％。螢石：適量的螢石可以降低液態(tài)金屬的表面張力，提高其流動性，使得焊縫成型美觀，降低焊縫氣孔敏感性，并能夠降低熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量。本發(fā)明的螢石含量的合適范圍是20～40％。電解錳：電解錳的加入主要是向焊縫中過度錳元素，提高焊縫金屬的強(qiáng)度和塑性，同時可以起到脫氧脫硫、加快焊接反應(yīng)速度的作用；電解錳在藥皮中的含量為1～3％。鈦酸鉀：主要作用是改善焊條焊接工藝性能，還對改善焊條的壓涂性能和穩(wěn)定焊接電弧有益。鈦酸鉀含量超過10％時，藥皮吸潮性增加，鈦酸鉀含量低于6％時，改善焊條的焊接工藝性能作用不明顯，因而限制藥皮中鈦酸鉀含量為2.5～5％。氟鋁酸鹽：主要作用是改善焊條焊接工藝性能，還對穩(wěn)定焊接電弧有益，但價格較貴。氟鋁酸鹽含量超過1.5％時，藥皮吸潮性增加，氟鋁酸鹽含量低于0.5％時，改善焊條的焊接工藝性能作用不明顯，因而限制藥皮中鈦酸鉀含量為1.0～3.0％。海藻酸鹽：主要作用是穩(wěn)弧劑和粘結(jié)劑，但太多會增加藥皮吸潮性，控制含量為1.5～3％。鈦鐵：主要作用是脫氧劑，提供焊縫抗氣孔能力，太多會導(dǎo)致焊縫增碳，因此含量控制在4～8％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明不但具有良好的操作性能，在平、橫、立、仰、位置均具有良好的焊接工藝性，而且具有超純凈的熔敷金屬成分，同時在高溫環(huán)境中具有優(yōu)異的力學(xué)性能。本發(fā)明不銹鋼焊條應(yīng)用鈉冷快中子增殖堆焊接，也可用于化工、壓容等其他行業(yè)同類不銹鋼種的焊接。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)較為合理的配方比例，具有良好的焊接工藝性能：電弧穩(wěn)定性，熔池流動性好，熔渣渣殼覆蓋均勻；脫渣容易；焊縫成型平整，并具有良好的焊縫抗裂性。(2)該焊條焊后熔敷金屬的化學(xué)成分純度較高，性能穩(wěn)定優(yōu)越，完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t983和美國標(biāo)準(zhǔn)awsa5.4以及鈉冷快中子增殖堆不銹鋼焊接材料要求。(3)該焊條的焊縫在很好的常溫及高溫力學(xué)性能，并且具有很好的室溫沖擊韌性。(4)該焊條具有良好的耐腐蝕性能，抗核輻射性能。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。以下實(shí)施例1-3中選擇直徑為φ4.0mm的焊芯。其具體化學(xué)成分見表1。表1本實(shí)施例焊條的焊芯具體化學(xué)成分對比(重量％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì))實(shí)施例1-3中焊條的藥皮成分配比見表2。表2本實(shí)施例的焊條的制備是在常規(guī)的油壓型焊條壓涂機(jī)上壓制成不銹鋼焊條。不銹鋼焊條經(jīng)100℃低溫烘干和300℃的高溫烘干后進(jìn)行焊接試驗(yàn)。不銹鋼焊條的熔敷金屬的化學(xué)成分均列入表3。表3為實(shí)施例1-3不銹鋼焊條的熔敷金屬化學(xué)成分(重量％)本實(shí)施例1-3的不銹鋼焊條熔敷金屬的力學(xué)性能及室溫沖擊性能如表4-5所示。表4表5室溫沖擊性能序號焊縫中心110521203118上述實(shí)施例試驗(yàn)結(jié)果顯示本發(fā)明的用于鈉冷快中子增殖堆焊條擁有穩(wěn)定的良好的拉伸強(qiáng)度和延伸率，以及沖擊韌性，完全可以滿足gb/t983-2012《不銹鋼焊條》中對e347以及awsa5.4《specificationforstainlesssteelweldingelectrodesforshieldedmetalarcwelding》對e347的要求，并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證完全滿足鈉冷快中子增殖堆不銹鋼焊條焊接技術(shù)要求。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁12